Optische Abbildungen mit Sammellinsen

Mark R. Niemyj, 03/02/2022

In der letzten Stunde habt ihr untersucht, wie bestimmte Lichtstrahlen an einer Sammellinse (Konvexlinse) gebrochen werden. Dabei hat sich die Brennweite als wichtige Eigenschaft der Linse herausgestellt. In dieser Aktivität werdet ihr daran anknüpfend lernen, wie mit Sammellinsen scharfe Bilder von Gegenständen erzeugt werden können. Schließlich werdet ihr eure Erkenntnisse auf die Augenlinse beziehen. Anmerkung: Mit "Bild" ist nachfolgend immer ein scharfes Bild gemeint.


  • 1. 1. Parallelstrahl, Brennpunktstrahl und Mittelpunktsstrahl
  • 2. 2. Die Bildkonstruktion an Sammellinsen
  • 3. 3. Einflussfaktoren auf die Eigenschaften des Bildes
  • 4. 4. Anwendung auf die Augenlinse
  • 5. 5. Zusatz: Zerstreuungslinsen

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1. Parallelstrahl, Brennpunktstrahl und Mittelpunktsstrahl

Ein Gegenstand soll mit einer Sammellinse auf einen Schirm abgebildet werden.[br][br]Zunächst führen wir Bezeichnungen für bestimmte Arten von Lichtstrahlen bei einer solchen Linsenabbildung ein:[br][list][*]Parallelstrahlen verlaufen von einem Punkt des Gegenstands aus parallel zur optischen Achse.[/*][*]Brennpunktstrahlen verlaufen von einem Punkt des Gegenstands aus durch den gegenstandsseitigen Brennpunkt [math]F_2[/math] der Linse.[/*][*]Mittelpunktsstrahlen verlaufen von einem Punkt des Gegenstands aus zum Zentrum der Linse.[br][/*][/list]Parallelstrahl, Brennpunktstrahl und Mittelpunktsstrahl werden auch Konstruktionsstrahlen genannt.[br][br][b]Aufgabe 1:[br][/b]Betrachtet die nachfolgende Abbildung "Konstruktionsstrahlen". Hier ist der Gegenstand eine Kerze.[list=1][*]Ordnet den drei farbig markierten Lichtstrahlen die Bezeichnungen "Parallelstrahl", "Brennpunktstrahl" und "Mittelpunktsstrahl" zu.[/*][*]Beschreibt, wie Parallelstrahl, Brennpunktstrahl und Mittelpunktsstrahl nach Durchqueren der Linse jeweils weiter verlaufen.[br][/*][/list]
Abbildung: Konstruktionsstrahlen
[size=50]Abb. erstellt unter Verwendung des Applets [url=https://www.geogebra.org/m/aE5HMqJ4]https://www.geogebra.org/m/aE5HMqJ4[/url] von Andreas Schenkel.[/size]
– Mark R. Niemyj

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